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Protocolos de VoIP

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PROTOCOLOS DE VOZ SOBRE IP O TELEFONÍA IP

 

 

Existen una serie de protocolos que intentan proporcionar servicios en tiempo real sobre IP como son RTP (Real time Transport Protocol), RTCP (Real time Control Protocol), RSVP (Resource Reservation Protocol) y RTSP (Real time Streaming Protocol), sin embargo es H.323 el protocolo internacional para conferencia sobre redes de paquetes que ha sido aprobado por la UIT en 1996. De esta manera es posible que un único standard permita:

Interoperabilidad de aplicaciones con diferente hardware y software distintos sobre IP
Interoperabilidad con RDSI y RTB

H.323 se define como el standard que permite que tráfico multimedia, en tiempo real sea intercambiado sobre una red de paquetes, tal y como es una red IP, añadiendo también la capacidad de flujos multimedia (retransmisiones de audio o vídeo).

 

H.323 define una serie de entidades en una red H.323 con una serie de funcionalidades:

Gatekeepers: Dentro de su zona LAN actua de monitor de la red, proporcionando los servicios de resolución de direcciones (por ejemplo, asignación de la dirección IP a su alias, ya sea número telefónico o nombre) y de conceder permisos de llamadas
MCUs (Multipoint Control Unit): es el sistema encargado del control de las conferencias multiples, proporciona todos los servicios para establecer comunicaciones multipunto
Terminales: son los dispositivos que se pueden conectar directamente a IP y soportan H.323
Gateways: son los sistemas encargados de permitir que los equipos H.323 puedan operar con otras redes, H.323 predefine un número de dispositivos, los actualmente definidos son H.320 (interconexión con terminales de videoconferencia RDSI), H.324 (terminales de videoconferencia sobre telefonía) y dispositivos RTB
Proxies: son los sistemas que actuan como intermediarios entre diversas entidades, tal y como lo hacen los proxies en las redes IP (conexión entre la IntraNet e InterNet, por ejemplo)

 

El establecimiento y el mantenimiento de conexiones H.323 realiza un uso tanto de tráfico sobre TCP como de UDP:

Q.931 sobre TCP que se realiza a través del puerto bien conocido 1720 para negociar el puerto de conexión del H.245
H.245 sobre TCP para realizar las negociaciones de los parámetros (codificadores entre otros) y realiza las conexiones UDP para RTP y RTCP
RTP y RTCP sobre UDP en que se usan conexiones UDP para mantener los flujos asociados con el tráfico H.323

 

El standard H.323 define un método de permitir tráfico multimedia sobre una red IP, pero y como no puede ser de otra forma, no asegura que la comunicación pueda tener lugar. En el caso de transmisión de voz es necesario asegurar unos parámetros mínimos para que una conversación pueda tener lugar. Los parámetros más influyentes en el comportamiento de una transmisión de voz son los siguientes:

Retardos de los paquetes: una red IP, y sobre todo InterNet, no asegura el retardo de un paquete. Actualmente, solamente a través del control y gestión global extremo a extremo, y la disponibilidad de suficiente ancho de banda así como la tecnología de switching-routing necesaria, es posible asegurar unos niveles de retardo máximos. Por ello y en el estado de congestión actual y previsible, InterNet no nos puede asegurar unos niveles máximos.
Jitter: es muy dependiente del retardo de los paquetes, y consiste en el tiempo de variación en la llegada de paquetes. Este parámetro tiene los mismos problemas y dificultades que el retardo, por lo que las soluciones van en la misma línea. Si cabe, en este caso es más importante las tecnologías de enrutamiento de los paquetes IP.
Pérdida de paquetes: al estar basados, sobre todo UDP, en una transmisión no fiable las pérdidas de paquetes si existe congestión o problemas en la transmisión pueden llegar a ser importantes.

 

El estado de la red tiene un impacto diferente sobre la transmisión de fax (protocolos T.4 y T.30 sobre IP que sobre la transmisión de voz. El oido humano es mucho más sensible a la pérdida de datos, que puede hacer la conversación ininteligible, que al retardo.

 

La UIT ha desarrollado una recomendación para ayudar a definir los efectos de los retardos dando un valor máximo.

 

La recomendación G.114 definida en 1996 recomienda que el límite en un canal unidireccional de voz sea de 400 ms. Sin embargo tenemos que considerar que la apreciación de la calidad de una comunicación de voz tiene una buena parte subjetiva, dependiendo también de valor calidad/precio que se le de a esa comunicación.

 

Puede que retardos de 400 ms resulten inadmisibles para una buena parte de los usuarios para conversaciones de negocios, y que retardos de 600 ms resulten admisibles por usuarios privados si el coste así se lo justifica.

 

La pérdida de paquetes también afecta a la calidad de la voz, pero el tanto por ciento admisible depende tanto de los algoritmos de compresión usados, algunos son capaces de recuperar errores, como de la percepción subjetiva de los usuarios. El límite generalmente aceptado como máximo se sitúa alrededor del 8-10%.

 

La realidad es que el asegurar estos parámetros, esta calidad de servicio, a lo largo de una red IP con los niveles de calidad habituales en una red de voz, sólo es posible, y con limitaciones, cuando se realiza dentro de una red IP privada con los equipos y el ancho de banda necesarios y siendo gestionada centralizadamente.

 

Habitualmente un canal de voz necesita un ancho de banda garantizado de 12-15 Kb/s por lo que proporcionar o asegurar en una red como InterNet ese ancho de banda no es posible en general.

 

La utilización de las nuevas redes IP por los operadores puede hacer posible la disponibilidad, dentro de esas redes IP, de ancho de banda garantizado; pero sin duda, con el coste asociado de reserva de ese ancho de banda. La compartición de las conexiones tanto para datos como voz sobre IP reducirá los costes globales, pero no se puede suponer que si se desea obtener una calidad comparable a la que la red de voz tiene, los costes se reduzcan muy significativamente.

 

La tendencia a la reducción del precio del ancho de banda, así como la integración de servicios reducirán los costes de las conexiones, pero el aseguramiento de calidades de servicio tendrá su coste, aunque menor.

 

H.323 Sobre Redes IP

Dada la ubicuidad de las redes IP, la mayoría de las implementaciones H.323 estarán basadas en IP. Por ejemplo, la mayor parte de las aplicaciones de Telefonía IP están basadas en la configuración H.323 mínima que incluye codec de audio, control del sistema y componentes de red.

El diagrama ilustra una torre de protocolos que permite a los sistemas que cumplen con H.323 funcionar sobre redes basadas en TCP/IP.

H.323 requiere un servicio TCP extremo a extremo fiable para documentar y controlar las funciones. Sin embargo, utiliza un sistema no fiable para transportar información de audio y vídeo.

H.323 se basa en el Protocolo de Tiempo Real (Real-Time Protocol, RTP) y el Protocolo de Control de Tiempo Real (Real-Time Control Protocol, RTCP) por encima de la UDP para ofrecer corrientes de audio en redes basadas en paquetes. La tabla que sigue muestra la secuencia de arranque de una sesión H.323 típica.


 

 

Acción

Protocolo H.323

Protocolo de Transporte

1

El extremo solicita al gatekeeper permiso y ancho de banda para comenzar una sesión H.323.

RAS
(registro, admisión y estatus)

UDP

2

Los extremos negocian y establecen la configuración de llamada.

Q.931

TCP

3

Los extremos intercambian capacidades y establecen los canales RTP.

H.245

TCP

4

Los extremos intercambian datos de audio.

H.225 (RTP/RTCP)

UDP

 

 

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Última modificación: 05 de July de 2000